Boletín digital Científico Cultural de la Facultad Agropecuaria y de Recursos Naturales Renovables

CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DE REFERENCIA (ETr) PARA POTENCIAR EL DESARROLLO DE LOS CULTIVOS EN LA REGIÓN DE CHUQUIRIBAMBA, ECUADOR. Calculation of the Reference Evapotranspiration for help in the development of crops in the Region of Chuquiribamba, Ecuador.

Orlando H. Álvarez Hernández ´Carrera de Ing. Agrícola. Área Agropecuaria y de los Recursos Naturales Renovables. Universidad Nacional de Loja, Ecuador. E-mail: orlando21alvarez@gmail.com

Resumen: Con el objetivo de colaborar con los programas del Buen Vivir auspiciados por el gobierno de Ecuador, la Carrera de Ing. Agrícola de la Universidad Nacional de Loja, se ha propuesto un proyecto de investigación relacionado con las necesidades de riego en la Parroquia Chuquiribamba. Dentro de este objetivo se planteó la necesidad de obtener valores de la Evapotranspiración de Referencia como primer paso para, utilizando los conocimientos científicos, lograr mejorar los rendimientos agrícolas en dicha Parroquia. Se analizaron los datos meteorológicos existentes en las estaciones enclavadas en la Región Sur de Ecuador (RSE) para determinar cuál o cuáles métodos se podrían utilizar, determinándose que el más factible era el Método de Hargreaves, para lo cual se procesó la información disponible del Instituto de Meteorología e Hidrología de Ecuador, se completaron series y se obtuvieron los estadígrafos de tendencia central. Se confeccionaron los mapas de temperaturas media, máxima y mínima de la RSE y, utilizando los mapas mensuales de radiación global con cielo despejado obtenidos en el Proyecto “Desarrollo de Modelos Espacio-Temporales de variables solares y eólicas para estimar el potencial energético de la Región Sur de Ecuador”, se realizó una estimación de la Evapotranspiración de Referencia. Se obtuvieron mapas de Temperatura Media, Máxima, Mínima, así como se modificaron los mapas de Radiación Global para llevarlos a unidades de mm/día y mediante métodos geomáticos se obtuvieron los mapas de (ETR) para una zona seleccionada. Se presentan los resultados para el mes de enero.

Abstract: In order to establish collaboration with the programs of the government of Ecuador, the Faculty of Agriculture Engineering of the National University of Loja, have proposed a Research Project related with the irrigation necessities in the Area of Chuquiribamba. Into this objective they have been express the necessity of obtain values of Reference Evapotranspiration as a first step for, using the scientific knowledge, increases the crop production in that area. It were analyzed the meteorological data that exist in the stations of the RSE to determine what method or methods can be used, and the most realistic was the Hargreaves Method, and them the information was processed and the series completed and there was obtained the statistics of central tendency. The charts of temperatures were doing and using the Global Radiation charts in clear sky obtained in the project “Development of SpaceTime Models of solar and eolic variables to estimate the energetic potential of the South Region of Ecuador” it was realized an estimation of the Reference Evapotranspiration.

The charts of temperatures and Global Radiation in mm/day were obtained for the interest area.

CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN DE REFERENCIA (ETr) PARA POTENCIAR EL DESARROLLO DE LOS CULTIVOS EN LA REGIÓN DE CHUQUIRIBAMBA, ECUADOR. Orlando H. Álvarez Hernández ´Carrera de Ing. Agrícola. Área Agropecuaria y de los Recursos Naturales Renovables. Universidad Nacional de Loja, Ecuador. E-mail: orlando21alvarez@gmail.com

Introducción Ecuador es un país productor y exportador de productos primarios, por lo tanto se lo considera como un país notablemente agrícola. Para el año 2006, el PIB Nacional Total fue de 21´553,301 dólares, de este tenemos que el PIB agrícola fue de 1´877,165 dólares, representado el 8.70% al PIB Total.

El cantón Loja es el mayor de los 16 cantones existentes en la Provincia de Loja, su población es de 128.954 habitantes y cuenta con una extensión aproximada de 1.833 km2 es decir el 17% del territorio provincial (11.730 km2). (H. Consejo Provincial de Loja, 2008).

La región Loja se ubica en el área de clima templado andino. A excepción de los meses de junio y julio, meses en los que presenta una llovizna tipo oriental (vientos Alisios). Loja goza de un clima templado que varía desde los 16 y 21º C. Según el IV Censo de Nacional de Población y Vivienda realizado por el INEC en el año 2001, el cantón Loja cuenta con 118.532 habitantes que concentra el 67.7% de la población urbana, mientras que el 32.30% restantes corresponde a la población rural con 56.545 habitantes. La población total en porcentaje de las parroquias urbanas y rurales del cantón Loja, divida entre hombres y mujeres, proyectada para el año 2006 se detallan en el cuadro siguiente: Cuadro 1. Población del Cantón Loja.

POBLACIÓN TOTAL DEL CANTÓN LOJA PARROQUIA HOMBRES % MUJERES % Loja (Urbano) 46,84 53,16 Chantaco 47,98 52,02 Chuquiribamba 46,31 53,69 El Cisne 47,78 52,22 Gualel 46,29 53,71 Jimbilla 51,72 48,28 Malacatos 50,49 49,51 San Lucas 47,65 52,35 San Pedro de Vilcabamba 49,61 50,39 Santiago 46,71 53,29 Taquil 48,27 51,73 Vilcabamba 49,78 50,22 Yangana 50,3 49,7 Quinara 52,89 47,11

Fuente: VI Censo de Población y V de Vivienda (INEC) Las condiciones agroecológicas características del cantón y del sector en estudio, permite tener una variedad de cultivos agrícolas, “se cultivan principalmente hortalizas, maíz asociado a cultivo de fréjol, arveja, frutales de clima ecuatorial frío de alta montaña (entre 4 y 12 grados) como pera, manzana, fresa, mora, uvilla, babaco, tomate de árbol y otros”.

A su vez, la parroquia Chuquiribamba, está ubicada al Noroccidente del cantón Loja. Es una zona privilegiada por su variedad climática y paisajística; tiene un clima frío que fluctúa entre 8ºC y 20ºC, siendo 12.5ºC la temperatura promedio. En Chuquiribamba existen innumerables cerros, así como sus verdes sembríos. Cuenta con una extensión de 220 km2.

En la figura 1 se muestra la ubicación de la parroquia y la figura 2 una fotografía del poblado Chuquiribamba.

Fig. 1. Mapa de la zona de estudio

Fig.2. Pueblo de Chuquiribamba.

La parroquia fue creada el 27 de abril de 1911 (GAD Chuquiribamba. 2015), su población en el año 2014 era de 2798 habitantes. Tiene una extensión de 2798 km2 y sus límites son: Norte: Parroquia Gualel y Santiago; Sur: Parroquia Chantaco y Cantón Catamayo; Este: Parroquia Santiago y Oeste: Parroquia El Cisne Se encuentra situada en: Latitud: 3º 50´ 36,94´´ Sur; Longitud: 79º 20´38,95´´ Oeste Se encuentra en un rango altitudinal entre 2150 y 2920 msnm.

La Parroquia Chuquiribamba, se encuentra ubicada a 49 km de la capital provincial, Loja, hacia el Noroeste.

Características del sector: La orografía de la parroquia es bastante irregular, con una altitud que oscila alrededor de los 2723 msnm, lo que da lugar a la formación de montañas que se entrelazan naturalmente para servir de protección al frío valle de gran parte del asentamiento de la población. El sistema hídrico de la parroquia cuenta con vertientes y quebradas que dan vida a los habitantes, a la flora y fauna (Aguinsaca, 2014). .

Actividades Productivas: Principalmente producción agrícola, pecuaria y artesanal agrícola y algo de pecuaria. Es productora de las siembras de temporada; la cuenca escurre paulatinamente las lluvias de tal manera que la producción a temporal, sale con las precipitaciones. Los agricultores utilizan para su producción abonos orgánicos.

Desde aquí sale la mayoría de cereales y verduras que son comercializados en la ciudad de Loja. Existe la producción de microempresas dedicadas al procesamiento de hierbas aromáticas que son necesarias para la preparación de las sabrosas horchatas (Aguinsaca, 2014).

Por la importancia que posee desde el punto de vista agrícola, y considerando la necesidad de la inserción de la Universidad Nacional de Loja en el desarrollo de esta región, se ha diseñado un proyecto de investigación para la aplicación de riego en la zona de Chuquiribamba, Loja, Ecuador, para lo cual es necesario conocer, entre otros aspectos, el comportamiento de las variables meteorológicas primarias y secundarias, así como otros factores tales como el suelo, la orografía, etc.

Desde el punto de vista meteorológico para poder garantizar la eficacia del riego, se plantea la necesidad de conocer factores tales como la radiación solar, dirección y velocidad del viento, temperaturas, etc., al mismo tiempo que se obtengan variables secundarias como es el caso de la evapotranspiración por su importancia para conocer los requerimientos de humedad en diferentes períodos, que es el objetivo del presente trabajo.

La disponibilidad de agua a través de riego, si bien no constituye una limitante para la producción, es una problemática en épocas de verano donde escasea el agua, por lo tanto se debería dar prioridad a las diferentes formas de captación y abastecimiento, para que se pueda lograr disponer de agua todo el año.

La evapotranspiración es el proceso en el cual ocurre la combinación de la pérdida de agua por evaporación desde la superficie del suelo y desde los cultivos por transpiración (Allen, et all, 2006), donde el agua líquida se transforma a vapor de agua y es removida desde la superficie evaporante. Para el mismo se requiere energía para lograr cambiar el estado de las moléculas de agua a vapor, siendo la radiación solar y en menor grado la temperatura del aire las que proveen dicha energía.

Para poder realizar el presente trabajo, era necesario tener datos de los elementos meteorológicos que forman parte de las ecuaciones de cálculo de la evapotranspiración potencial y real, sin embargo, no existe ninguna estación meteorológica en la zona de estudio, la cual, además posee un relieve complicado, por lo cual se recurrió a técnicas geomáticas para poder llevar a buen término el mismo.

Materiales Se utilizaron los datos mensuales de las estaciones meteorológicas ubicadas en la Región Sur de Ecuador y publicados en los Anuarios Climatológicos del Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología de Ecuador (INAMHI) entre los años 1991 – 2011.

Los datos de los Anuarios presentan muchas lagunas en las series por lo cual se utilizaron métodos de completamiento de series, normalización y homogeneización de los mismos, así como métodos de correlación múltiple para los casos de las estaciones con pocos años de datos. Las variables utilizadas en el presente estudio fueron: Temperatura Media del aire (Tm), Temperatura Máxima del aire (Tx), Temperatura Mínima del aire (Tn) y Radiación Global con cielo despejado (RG), esta última a partir de los mapas mensuales de la Región Sur de Ecuador obtenidos en el Proyecto 754 SENESCyT – UNL, “Desarrollo de Modelos Espacio-Temporales de variables solares y eólicas para estimar el potencial energético de la Región Sur de Ecuador” (Montaño y otros, 2014; Álvarez y otros, 2014, 2015).

Una vez obtenidos los mapas mensuales de Radiación Global en mmagua/día, se procedió a obtener la radiación neta, considerando los valores de albedo obtenidos a partir de la página “NASA Surface meteorology and Solar Energy - Available Tables”, los cuales fueron utilizados para confeccionar los mapas de albedo para cada mes.

Fig. 3. Mapa de relieve y ubicación del poblado Chuquiribamba, Loja, Ecuador. La zona de proyecto se encuentra entre los 79.2000343932 a 79.4799862427 W y 3.77352581322 a 3.9074158282 S. Para la elaboración del Modelo Numérico de Altitud de la zona seleccionada en la Región Sur de Ecuador (RSE) se utilizaron los datos del Shutle Radar Topographic Model (SRTM), que posee una resolución espacial de 90 metros. (Figura 3).

las mismas unidades, así como los mapas de Temperatura Media, Máxima y Mínima, de los cuales se presentan los mapas correspondientes al mes de Enero (Figuras 4 – 7).

A partir de los mapas, se realizaron operaciones (overlays) entre ellos de forma que se obtuvieran los mapas de Evapotranspiración de Referencia (ETr) para cada mes, utilizando la fórmula de Hargreaves.

Posteriormente se confeccionaron los mapas de ETr, considerando una zona alrededor del poblado de Chuquiribamba, el cual se presenta en la figura 8 correspondiendo igualmente al mes de enero. El área de la zona seleccionada para este estudio se ubica entre los 79,20 a 79,48 W y 3,77 a 3,91 S.

Fig. 4. Mapa de Radiación Neta de la zona. Mes de enero (mm/día).

Fig. 5. Mapa de Temperaturas Medias de la zona. Mes de Enero (ºC)

Fig. 6. Mapa de Temperaturas Máximas de la zona. Mes de Enero (ºC)

Fig. 7. Mapa de Temperaturas Mínimas de la zona. Mes de Enero (ºC)

Fig. 8. Mapa de Evapotranspiración de Referencia de la Región de Chuquiribamba. Mes de enero (mm/día).

Tabla 1. Estadígrafos por meses de ETr en la zona de estudio Mes

Cantidad de valores

Mínimo

Máximo

Media

Mediana

Varianza

Desviación Estándar

Coeficiente de variación

Enero

37386

2,09

2,87

2,43

2,40

0,03

0,17

0,07

Febrero

37386

2,07

2,84

2,39

2,37

0,03

0,16

0,07

Marzo

37386

2,10

2,93

2,44

2,42

0,03

0,16

0,07

Abril

37386

2,02

2,82

2,35

2,33

0,02

0,15

0,06

Mayo

37386

1,88

2,60

2,18

2,16

0,02

0,15

0,07

Junio

37386

1,65

2,46

1,99

1,95

0,03

0,18

0,09

Julio

37386

1,65

2,57

2,03

1,97

0,04

0,20

0,10

Agosto

37386

1,80

2,75

2,21

2,15

0,04

0,21

0,09

Septiembre

37386

1,99

2,87

2,39

2,34

0,04

0,19

0,08

Octubre

37386

2,24

3,07

2,60

2,58

0,03

0,18

0,07

Noviembre

37386

2,26

3,07

2,63

2,62

0,03

0,16

0,06

Diciembre

37386

2,10

2,96

2,47

2,46

0,02

0,16

0,06

AÑO

37386

1,99

2,82

2,34

2,31

0,03

0,17

0,07

Conclusiones 1. El método utilizado permite, a pesar de la poca información existente, tener una referencia de los valores de la ETr en la zona de interés.

2. Se obtuvieron mapas de Ra, ETr, Tm, Tx y Tn de la zona que pueden ser de interés para trabajos futuros.

3. Se pueden utilizar los valores mensuales de los estadígrafos de ETr, conjuntamente con los mapas por meses para organizar el riego en la zona.

Recomendaciones 1. Obtener los coeficientes de los cultivos (Kc) existentes en la zona de Chuquiribamba a fin de poder establecer de acuerdo a los mismos, las estrategias de riego en las diferentes fases fenológicas de éstos.

2. Recomendar al INAMHI la ubicación de nuevas estaciones climatológicas a fin de completar las zonas donde no existe información Agradecimientos Deseamos agradecer a la Universidad Nacional de Loja la posibilidad de desarrollar este trabajo; al Instituto de Meteorología e Hidrología del Ecuador (INAMHI) por la cooperación brindada; a la Lic. Teresita Gutiérrez y al Ing. Thuesman Montaño por la revisión del original y, a los estudiantes González González Leonso Ismael, Ávila Pintado Moraima Azucena, Condo Gualán Valeria Nataly y Ortiz Guerrero Michelle

Alejandra, por preparar bases de datos de las diferentes Estaciones Meteorológicas del INAMHI, en la Región Sur de Ecuador para un período de alrededor de 20 años (19912012).

Bibliografía Aguinsaca, Ruth Ximena, 2014: DINÁMICA PRODUCTIVA AGRÍCOLA: LA ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE PRODUCCIÓN DE LOS AGRICULTORES DE LAS PARROQUIAS DEL NOROCCIDENTE DEL CANTÓN LOJA, ECUADOR. Trabajo de Tesis para ser presentado como requisito parcial para optar al Título de MAGISTER SCIENTIAE en Economía Agroalimentaria orientación en Desarrollo Rural. Buenos Aires, Argentina, Agosto 2014.

ALLEN, Richard G., Luis S. PEREIRA, Dirk RAES, Martin SMITH, 2006: FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56. “Crop Evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements). Álvarez, O., T. Montaño, E. Quentin, J. Maldonado y J.C. Solano, 2014. La radiación solar global en las provincias El Oro, Loja y Zamora Chinchipe, Ecuador. Utilización de datos de reanálisis de la nubosidad diurna. Revista de Climatología. Vol. 14 (2014): 2533 ISSN 1578-8768. Álvarez, O., T. Montaño y Maldonado, J., 2014. “La radiación solar global en la provincia de Loja, evaluación preliminar utilizando el método de Hottel”. Ingenius.

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Gobierno Autónomo Descentralizado de la Parroquia Chuquiribamba (GAD Chuquiribamba), 2015: “PLAN DE DESARROLLO Y ORDENAMIENTO TERRITORIAL DE LA PARROQUIA CHUQUIRIBAMBA, CANTÓN Y PROVINCIA DE LOJA”. MAYO 2015. LOJA, ECUADOR. H. Consejo Provincial de Loja, (2008): Dirección de Planificación-Jefatura de Ordenamiento Territorial.

INAMHI (1991-2011). Anuarios Estadísticos por Estaciones.

INEC, 2006. VI Censo de Población y Vivienda.

Jaramillo Vivanco, Evelyn, 2010: Análisis de las importaciones y exportaciones de la producción agrícola del cantón Loja, y la determinación de los coeficientes de especialización y diversificación, en el año 2009. http://dspace.utpl.edu.ec/bitstream/123456789/1807/4/UTPL_Jaramillo_Vivanco_Evely n_384X260.pdf (Revisado Junio 2016) Montaño, T., E. Quentin, J.C. Solano, J. Maldonado y O. Álvarez, 2014. Informe Final, Proyecto 754 SENESCyT – UNL.

Prevalencia de Leucocis Bovina

150

160

147

140 120

95,5

100 80 60 40

3

4,5

Positivos

%

Negativos

%

3

4,5

147

95,5

20 0 Series1

No de animales 150

Prevalencia de Leucocis Bovina

150 60

160 140

52,8

40

120 100

20

80 60

0

40 Â

Positivos

1,5

16,9 3

0

norte

sur

este

20 No 8de 7 animales 6 150 5 4 3 2 1 0

1

40

1,5

30 25 norte 20 15 8 10 8 5 1 7 0

0

6 5 4 3 2

1

0

0 2,8 oeste 7 Negativos 5 147

6%

3

0

Negativos

4,5

1

1

2 0

0

0

0

1

0

% 95,5 Positivas

0

Negativas

52,8

60

20

Positivos

3

95,5

9,8

4,5

3

0 Series1

Â

147

0

sur

este

1

9,8

1

3

1

1

1

Negativos

0 2,8

28

oeste

11

3 1

Positivos

16,9 3

10

6

6

7

74

1

5 2

1

Positivas

Positivas

Negativas

Prevalencia de Leucocis Bovina

150

160

147

140 120

95,5

100 80 60 40

3

4,5

Positivos

%

Negativos

%

3

4,5

147

95,5

20 0 Series1

No de animales 150

60

52,8

40 20 0

Positivos

1,5

16,9 3

0

norte

sur

este

9,8

Negativos

0 2,8 oeste

 8 7 6 5 4 3 2 1 0

30 25 20 15 10 5 0

7

6

5

3 1

0

1

0

1

1

2 0

0

0

0

1

0

Positivas

0

Negativas

28 11

8 1

1

3

1

6

10

7

4

1

Positivas Negativas

3 2 1 0

30 25 20 15 10 5 0

1

0

1

0

1

1

2 0

0

0

0

1

0

Positivas

0

Negativas

28 11

8 1

1

3

1

6

10

7

4

1

Positivas Negativas

7 6 5 4 3 2 1 0

6

3

2

3 3

2

1 1 1 1 1 1

Positivas Negativas

6 5 4 3 2 1 0

5 3

3 1 1 1 1

1

Positivas Negativas

7 6 5 4 3 2 1 0

6

3

2

3 3 1 1 1 1 1 1

2

Positivas Negativas

6 5 4

5 3

3

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